新创公司 ARES 用电动小火车打造重力储能系统

作者: | 发布日期: 2016 年 05 月 17 日 11:28 | 分类: 产业资讯

随着风力和太阳能等绿色能源发电厂增加,如何让电网系统(Power Grid)在发电尖峰和离峰之间更稳定且弹性,也是一个重要的议题,总不能到了夜晚、雨天或风弱的季节,大家就等着断电吧?

加州新创团队Advanced Rail Energy Storage(简称 ARES) 提出了一个点子,将电力储存系统扩展到几乎等于整个电网,这套系统跟我们熟悉的任何一种靠化学反应的电池都无关,而是以“重力”储存电力。

ARES 的关键技术与工具,竟然是一座山丘及几条铁道小火车,首先用多余的电力驱动电动火车,拉着大石块登上山坡,当列车停在高处,这些用来推动车厢上山的能源也会被保存在系统中。

当载着大石块的列车下山,电动火车的马达将转为发电机,为尖峰时段的电网补充电力。就这样,随着列车在山丘上上下下,电网也获得电力的调节。

美国土地管理局(BLM)经过综合环境评估与生物学专业建议,确定无严重生态疑虑,因此发给 ARES 一份租约,允许他们在南内华达州约 106 英亩(约 42 公顷),坡度为 8° 的公有土地上,打造一套长 8.85 公里的铁轨,以重力为基础的中型商用能源储存系统,储电量 50 MW,发电功率为 12.5 MWh。这套“铁轨储电设备”将与当地 VEA 电网系统连结,并受加州区域传输运营商管理。

ARES 系统的小火车原本用于采矿厂,非常耐用。整个计画成本大约 5500 万美元。运营副总 Francesca Cava 表示目前公司已经获得数百万的投资,接下来几个月资金将全数到位,预计在 2017 年底或 2018 年初动工,2019 年初启用。

50 MW 约可供应 1.5 万户的家庭约一小时的用电量,而 ARES 公司期待未来将建置 3 GW(约  3000 MW)的大型储能系统。

除了重力储能,还有哪些大型储能技术?

Francesca Cava 指出,这套“列车重力”储电设备效率达 80 ~ 85%,且铁路及电动火车等设备都很成熟,不是什么未经验证的尖端科技,大大降低投资风险。此外,ARES 系统虽然供电速度没有电池快,但成本较低,容量也不会随着时间递减。

目前也有其他较充电电池成本低,容量大且可长时间储电的系统,例如将离峰电力以水的位能储存起来,等用电尖峰时候再拿来发电的抽水蓄能电站,或是在高压的情况下,把压缩空气储存在地穴或枯井中,需要时再释放空气进行发电的压缩空气储能。不过抽水蓄能电站有破坏生态的疑虑,又和压缩空气储能系统一样建造成本昂贵、占地广大,设厂限制条件较多﹒。

许多新创团队都投入新能源储存技术的研究,例如多伦多水电和加拿大的水储能(Hydrostor)新创团队,将压缩空气储存在湖底或海底的大型气球中,能源回收率约为 60% ~ 80%;Ice Bear 公司则用离峰时的电力制造冰块,然后在用电高峰时冷却空调设备。

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